論文の概要: Direct detection of quantum non-Gaussian light from a dispersively coupled single atom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.02038v2
• Date: Mon, 14 Feb 2022 13:39:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-19 22:32:39.264329
• Title: Direct detection of quantum non-Gaussian light from a dispersively coupled single atom
• Title（参考訳）: 分散結合単一原子からの量子非ガウス光の直接検出
• Authors: Jitendra K. Verma, Luk\'a\v{s} Lachman and Radim Filip
• Abstract要約: 量子通信、センシング、計算における多くの応用は、証明可能な量子非ガウス光を必要とする。 近年, 負のウィグナー関数によって観測されたこのような光は, 単一原子から高濃度の空洞に分散結合したホモダイントモグラフィーを用いて推定されている。 これにより、原子や固体エミッタを用いた多くの実験のための量子非ガウス光の研究が開かれる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Many applications in quantum communication, sensing and computation need provably quantum non-Gaussian light. Recently such light, witnessed by a negative Wigner function, has been estimated using homodyne tomography from a single atom dispersively coupled to a high-finesse cavity. This opens an investigation of quantum non-Gaussian light for many experiments with atoms and solid-state emitters. However, at their early stage, an atom or emitter in a cavity system with different channels to the environment and additional noise are insufficient to produce negative Wigner functions. Moreover, homodyne detection is frequently challenging for such experiments. We analyse these issues and prove that such cavities can be used to emit quantum non-Gaussian light employing single-photon detection in the Hanbury Brown and Twiss configuration and quantum non-Gaussianity criteria suitable for this measurement. We investigate in detail cases of considerable cavity leakage when the negativity of the Wigner function disappears completely. Advantageously, quantum non-Gaussian light can be still conclusively proven for a large set of the cavity parameters at the cost of overall measurement time, even if noise is present.
• Abstract（参考訳）: 量子通信、センシング、計算における多くの応用は、証明可能な量子非ガウス光を必要とする。 近年, 負のウィグナー関数によって観測されたこのような光は, 単一原子から高濃度の空洞に分散結合したホモダイントモグラフィーを用いて推定されている。 これにより、原子や固体エミッタを用いた多くの実験のための量子非ガウス光の研究が開かれる。 しかし、初期の段階では、環境への異なるチャネルと追加ノイズを持つキャビティシステム内の原子またはエミッタは、負のウィグナー機能を生成するには不十分である。 さらに、ホモダイン検出はそのような実験でしばしば困難である。 これらの問題を解析し、ハンベリーブラウンとツイスの構成とこの測定に適した量子非ガウス性基準で単一光子検出を用いて量子非ガウス光を放射することができることを示す。 Wigner関数の負性が完全に消失した際の空洞漏れの詳細な症例について検討する。 利点として、量子非ガウス光は、たとえノイズが存在するとしても、総合的な測定時間のコストで、多くの空洞パラメーターに対して決定的に証明できる。

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